የምድር መግነጢሳዊ መስክ በገጽታዋ ላይ ከ25-65 ማይክሮቴስላ (0.25-0.65 ጋውስ) ነው—ይህም የኮምፓስ መርፌዎችን ለማጠፍ በቂ ነው

የማቀዝቀዣ ማግኔት በገጽታው ላይ 0.001 ቴስላ (10 ጋውስ) ያህል ይፈጥራል

የ MRI ማሽኖች ከ1.5 እስከ 7 ቴስላ ይጠቀማሉ—ይህም ከምድር መስክ እስከ 140,000× እጥፍ የበለጠ ጠንካራ ነው!

በቤተ ሙከራ ውስጥ የተፈጠረው በጣም ጠንካራው ተከታታይ መግነጢሳዊ መስክ፡ 45.5 ቴስላ (የፍሎሪዳ ስቴት ዩኒቨርሲቲ)

የኒውትሮን ኮከቦች እስከ 100 ሚሊዮን ቴስላ የሚደርስ መግነጢሳዊ መስክ አላቸው—በአጽናፈ ሰማይ ውስጥ በጣም ጠንካራው

የሰው አንጎል በ MEG ስካን ሊለካ የሚችል ከ1-10 ፒኮቴስላ የሆነ መግነጢሳዊ መስክ ያመነጫል

የማግሌቭ ባቡሮች ባቡሮችን በ600+ ኪ.ሜ/ሰዓት ለማንሳፈፍ እና ለማንቀሳቀስ ከ1-4 ቴስላ መግነጢሳዊ መስክ ይጠቀማሉ

1 ቴስላ = 10,000 ጋውስ በትክክል (በ SI እና CGS ስርዓቶች መካከል የተገለጸ ግንኙነት)

ትርጉም: የመግነጢሳዊ ፍሰት እፍጋት የ SI አሃድ። 1 T = 1 ዌበር/m² = 1 kg/(A·s²)

የተሰየመው በ: ኒኮላ ቴስላ (1856-1943), ፈጣሪ እና የኤሌክትሪክ መሐንዲስ

አጠቃቀም: የ MRI ማሽኖች, የምርምር ማግኔቶች, የሞተር ዝርዝሮች

መደበኛ እሴቶች: ምድር: 50 µT | የማቀዝቀዣ ማግኔት: 10 mT | MRI: 1.5-7 T

ትርጉም: የመግነጢሳዊ ፍሰት እፍጋት የ CGS አሃድ። 1 G = 10⁻⁴ T = 100 µT

የተሰየመው በ: ካርል ፍሪድሪክ ጋውስ (1777-1855), የሂሳብ ሊቅ እና የፊዚክስ ሊቅ

አጠቃቀም: የድሮ መሳሪያዎች, ጂኦፊዚክስ, የኢንዱስትሪ ጋውስሜትሮች

መደበኛ እሴቶች: ምድር: 0.5 G | የስፒከር ማግኔት: 1-2 G | የኒዮዲሚየም ማግኔት: 1000-3000 G

ትርጉም: የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ የ SI አሃድ። መስኩን የሚፈጥረው በአንድ አሃድ ርዝመት ያለው ጅረት።

አጠቃቀም: የኤሌክትሮማግኔት ዲዛይን, የሽቦ ስሌቶች, የመግነጢሳዊ ቁሳቁሶች ሙከራ

መደበኛ እሴቶች: ምድር: 40 A/m | ሶሌኖይድ: 1000-10000 A/m | የኢንዱስትሪ ማግኔት: 100 kA/m

ትርጉም: የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ የ CGS አሃድ። 1 Oe = 79.5775 A/m

የተሰየመው በ: ሃንስ ክርስቲያን ኦርስቴድ (1777-1851), ኤሌክትሮማግኔቲዝምን ያገኘ

አጠቃቀም: መግነጢሳዊ ቀረጻ, የቋሚ ማግኔት ዝርዝሮች, የሂስተሪሲስ ሉፖች

መደበኛ እሴቶች: የሃርድ ዲስክ ኮርሲቪቲ: 2000-4000 Oe | ቋሚ ማግኔት: 500-2000 Oe

ትርጉም: የአንድ ቴስላ አንድ ሚሊዮነኛ። 1 µT = 10⁻⁶ T = 0.01 G

አጠቃቀም: ጂኦፊዚክስ, ናቪጌሽን, የ EMF መለኪያዎች, ባዮማግኔቲዝም

መደበኛ እሴቶች: የምድር መስክ: 25-65 µT | አንጎል (MEG): 0.00001 µT | የኃይል መስመሮች: 1-10 µT

ትርጉም: ከ1 ናኖቴስላ ጋር እኩል ነው። 1 γ = 1 nT = 10⁻⁹ T። በጂኦፊዚክስ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

አጠቃቀም: መግነጢሳዊ ቅኝቶች, አርኪኦሎጂ, የማዕድን ፍለጋ

መደበኛ እሴቶች: የመግነጢሳዊ መዛባት መለየት: 1-100 γ | ዕለታዊ ልዩነት: ±30 γ

ኤሌክትሮማግኔቲዝም

በአንድ የንግግር ማሳያ ወቅት፣ ኦርስቴድ ጅረት በሚያልፍበት ሽቦ አጠገብ የኮምፓስ መርፌ ሲታጠፍ አስተዋለ። ይህ ኤሌክትሪክን እና ማግኔቲዝምን ያገናኘ የመጀመሪያው ምልከታ ነበር። ግኝቶቹን በላቲን አሳተመ፣ እና በሳምንታት ውስጥ በመላው አውሮፓ ያሉ ሳይንቲስቶች ሙከራውን ይደግሙት ነበር።

የኤሌክትሪክ ፍሰቶች መግነጢሳዊ መስኮችን እንደሚፈጥሩ በማረጋገጥ የኤሌክትሮማግኔቲዝም መስክን መሰረተ

ኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን

ፋራዳይ የሚለዋወጡ መግነጢሳዊ መስኮች የኤሌክትሪክ ፍሰቶችን እንደሚፈጥሩ አገኘ። ማግኔትን በሽቦ ጥቅል ውስጥ ማንቀሳቀስ ኤሌክትሪክ አመነጨ—ይህም ዛሬ የእያንዳንዱ የኤሌክትሪክ ጀነሬተር እና ትራንስፎርመር መርህ ነው።

የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጨትን፣ ትራንስፎርመሮችን እና ዘመናዊውን የኤሌክትሪክ ኔትወርክ አስችሏል

የተዋሃደ የኤሌክትሮማግኔቲክ ንድፈ-ሐሳብ

የማክስዌል እኩልታዎች ኤሌክትሪክን፣ ማግኔቲዝምን እና ብርሃንን ወደ አንድ ንድፈ-ሐሳብ አዋህደዋል። ብርሃን የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ መሆኑን በማሳየት የ B-field እና H-field ጽንሰ-ሐሳቦችን እንደ ተለያዩ መጠኖች አስተዋውቋል።

የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን በመተንበይ ለሬዲዮ፣ ለራዳር እና ለገመድ አልባ ግንኙነት መንገድ ከፈተ

የሎሬንዝ ኃይል ህግ

በመግነጢሳዊ እና በኤሌክትሪክ መስኮች ውስጥ በሚንቀሳቀስ ቻርጅ ያለው ቅንጣት ላይ ያለውን ኃይል ገልጿል፡ F = q(E + v × B)። ይህ ቀመር ሞተሮች፣ የቅንጣት ማፍጠኛዎች እና የካቶድ ሬይ ቲዩቦች እንዴት እንደሚሰሩ ለመረዳት መሠረታዊ ነው።

በመስኮች ውስጥ የቅንጣት እንቅስቃሴን፣ የማስ ስፔክትሮሜትሪን እና የፕላዝማ ፊዚክስን ለመረዳት መሰረት ሆነ

ሱፐርኮንዳክቲቪቲ

ሜርኩሪን ወደ 4.2 K በማቀዝቀዝ፣ ኦነስ የኤሌክትሪክ መቋቋሙ ሙሉ በሙሉ እንደጠፋ አገኘ። ሱፐርኮንዳክተሮች መግነጢሳዊ መስኮችን ያስወጣሉ (የማይስነር ውጤት)፣ ይህም ዜሮ የኃይል ብክነት ያላቸው እጅግ በጣም ጠንካራ ማግኔቶችን አስችሏል።

ለ MRI ማሽኖች፣ ለማግሌቭ ባቡሮች እና ከ10+ ቴስላ በላይ መስክ ለሚፈጥሩ የቅንጣት ማፍጠኛ ማግኔቶች ምክንያት ሆነ

የመጀመሪያው ሌዘር

በቀጥታ ስለ ማግኔቲዝም ባይሆንም፣ ሌዘሮች እንደ ፋራዳይ ሮቴሽን እና የዚማን ውጤት ባሉ ማግኔቶ-ኦፕቲካል ውጤቶች አማካኝነት ትክክለኛ የመግነጢሳዊ መስክ መለኪያዎችን አስችለዋል።

የመግነጢሳዊ መስክ ዳሰሳን፣ የኦፕቲካል ኢሶሌተሮችን እና የመግነጢሳዊ መረጃ ማከማቻን አብዮት አስነስቷል

የ MRI የህክምና ምስል

ዳማዲያን የካንሰር ቲሹ ከጤናማ ቲሹ የተለየ የመግነጢሳዊ መዝናኛ ጊዜ እንዳለው አገኘ። ይህ ጨረር ሳይጠቀም ዝርዝር የአካል ስካን ለመፍጠር ከ1.5-7 ቴስላ መስኮችን በመጠቀም ወደ MRI (መግነጢሳዊ ሬዞናንስ ምስል) መርቷል።

የህክምና ምርመራን በመለወጥ፣ ለስላሳ ቲሹዎች፣ ለአንጎል እና ለአካላት ወራሪ ያልሆነ ምስል አስችሏል

ፍርድ: ሐሰት

ሁለቱም አንድ አይነት ነገር (B-field/የፍሰት እፍጋት) ይለካሉ፣ በተለያዩ የአሃድ ስርዓቶች ብቻ። ቴስላ SI ነው፣ ጋውስ CGS ነው። 1 T = 10,000 G በትክክል። እንደ ሜትር እና ጫማ ሊለዋወጡ ይችላሉ።

ፍርድ: ሁኔታዊ

እውነት የሚሆነው በቫክዩም/አየር ውስጥ ብቻ ነው! በመግነጢሳዊ ቁሳቁሶች ውስጥ ልወጣው በመተላለፍ ችሎታ μᵣ ላይ የተመሰረተ ነው። በብረት (μᵣ~2000) ውስጥ፣ 1000 A/m የሚፈጥረው 2.5 T ነው, 0.00126 T አይደለም። B ↔ H ሲቀይሩ ሁልጊዜ ግምትዎን ይግለጹ።

ፍርድ: በአብዛኛው ሐሰት

እስከ 7 ቴስላ (የ MRI ማሽኖች) ያሉ የማይለወጡ መግነጢሳዊ መስኮች ደህና እንደሆኑ ይቆጠራሉ። ሰውነትዎ ለማይለወጡ መግነጢሳዊ መስኮች ግልጽ ነው። ስጋት ያለው እጅግ በጣም በፍጥነት በሚለዋወጡ መስኮች (የተፈጠሩ ጅረቶች) ወይም ከ10 T በላይ በሆኑ መስኮች ላይ ነው። የምድር 50 µT መስክ ሙሉ በሙሉ ጉዳት የለውም።

ፍርድ: አሻሚ

ግራ የሚያጋባ! በፊዚክስ ውስጥ 'የመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ' በተለይ H-field (A/m) ማለት ነው። ነገር ግን በቋንቋ አነጋገር ሰዎች 'ጠንካራ መግነጢሳዊ መስክ' ሲሉ ከፍተኛ B-field (ቴስላ) ማለታቸው ነው። ሁልጊዜ ግልጽ ያድርጉ: B-field ወይስ H-field?

ፍርድ: ሐሰት (ግን የቀረበ)

በቫክዩም ውስጥ፡ 1 Oe ≈ 1 G በቁጥር፣ ነገር ግን የተለያዩ መጠኖችን ይለካሉ! ኦርስቴድ H-field (የማግኔታይዜሽን ኃይል) ይለካል፣ ጋውስ B-field (የፍሰት እፍጋት) ይለካል። ኃይልን ከጉልበት ጋር እንደማደባለቅ ነው—በአየር ውስጥ ተመሳሳይ ቁጥሮች ሊኖራቸው ይችላል፣ ነገር ግን በአካል የተለያዩ ናቸው።

ፍርድ: እንደ ሁኔታው ይወሰናል

የተለመዱ ኤሌክትሮማግኔቶች: 0.1-2 T። የኒዮዲሚየም ማግኔቶች: 1-1.4 T የገጽታ መስክ። ነገር ግን ሱፐርኮንዳክቲንግ ኤሌክትሮማግኔቶች ከ20+ ቴስላ ሊደርሱ ይችላሉ፣ ይህም ከማንኛውም ቋሚ ማግኔት እጅግ የላቀ ነው። ኤሌክትሮማግኔቶች ለከፍተኛ መስኮች ያሸንፋሉ፤ ቋሚ ማግኔቶች ለጥቅም እና ለኃይል ፍጆታ አለመኖር ያሸንፋሉ።

ፍርድ: ሐሰት

መግነጢሳዊ መስኮች በአብዛኛዎቹ ቁሳቁሶች በቀላሉ ያልፋሉ! ሱፐርኮንዳክተሮች ብቻ B-fields ን ሙሉ በሙሉ ያስወጣሉ (የማይስነር ውጤት)፣ እና ከፍተኛ የመተላለፍ ችሎታ ያላቸው ቁሳቁሶች (ሙ-ሜታል) የመስክ መስመሮችን አቅጣጫ መቀየር ይችላሉ። ለዚህ ነው መግነጢሳዊ ጋሻ አስቸጋሪ የሆነው—ልክ እንደ ኤሌክትሪክ መስኮች 'መዝጋት' አይችሉም።

ክልል: ከ1 µT እስከ 10 T

ትክክለኛነት: ±1-5%

የሚለካው: B-field (ቴስላ/ጋውስ)

በጣም የተለመደ። ከ B-field ጋር ተመጣጣኝ የሆነ ቮልቴጅ የሚያወጣ ሴሚኮንዳክተር ቺፕ። በስማርትፎኖች (ኮምፓስ)፣ በጋውስሜትሮች እና በቦታ ሴንሰሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

ጥቅሞች: ርካሽ, የታመቀ, የማይለወጡ መስኮችን ይለካል

ጉድለቶች: ለሙቀት ስሜታዊ, የተወሰነ ትክክለኛነት

ክልል: ከ0.1 nT እስከ 1 mT

ትክክለኛነት: ±0.1 nT

የሚለካው: B-field (ቴስላ)

ጥቃቅን የመስክ ለውጦችን ለመለየት የመግነጢሳዊ ኮርን ሙሌት ይጠቀማል። በጂኦፊዚክስ፣ በናቪጌሽን እና በጠፈር ተልዕኮዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

ጥቅሞች: እጅግ በጣም ስሜታዊ, ለደካማ መስኮች ምርጥ

ጉድለቶች: ከፍተኛ መስኮችን መለካት አይችልም, የበለጠ ውድ

ክልል: ከ1 fT እስከ 1 mT

ትክክለኛነት: ±0.001 nT

የሚለካው: B-field (ቴስላ)

በጣም ስሜታዊ ማግኔቶሜትር። ፈሳሽ ሂሊየም ማቀዝቀዣ ያስፈልገዋል። በ MEG የአንጎል ስካን እና በመሠረታዊ ፊዚክስ ምርምር ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

ጥቅሞች: ተወዳዳሪ የሌለው ስሜታዊነት (ፌምቶቴስላ!)

ጉድለቶች: ክራዮጀኒክ ማቀዝቀዣ ያስፈልገዋል, በጣም ውድ

ክልል: ከ10 µT እስከ 10 T

ትክክለኛነት: ±2-10%

የሚለካው: በ B-field ላይ የሚደረግ ለውጥ (dB/dt)

ፍሰቱ ሲለወጥ ቮልቴጅ የሚያመነጭ የሽቦ ጥቅል። የማይለወጡ መስኮችን መለካት አይችልም—የ AC ወይም የሚንቀሳቀሱ መስኮችን ብቻ።

ጥቅሞች: ቀላል, ጠንካራ, ከፍተኛ-መስክ ችሎታ ያለው

ጉድለቶች: የሚለዋወጡ መስኮችን ብቻ ይለካል, DC አይደለም

ክልል: ከ1 A እስከ 1 MA

ትክክለኛነት: ±1%

የሚለካው: ጅረት (ከ H-field ጋር የተያያዘ)

የሚፈጥረውን መግነጢሳዊ መስክ በመለየት የ AC ጅረትን ይለካል። ያለ ንክኪ በአስተላላፊ ዙሪያ ይጠቀለላል።

ጥቅሞች: ወራሪ ያልሆነ, ሰፊ ተለዋዋጭ ክልል

ጉድለቶች: AC ብቻ, መስኩን በቀጥታ አይለካም

ቴስላ (T) የ SI አሃድ ነው, ጋውስ (G) የ CGS አሃድ ነው. 1 ቴስላ = 10,000 ጋውስ በትክክል። ቴስላ ለሳይንሳዊ እና ለህክምና አፕሊኬሽኖች ይመረጣል, ጋውስ ግን በአሮጌ ጽሑፎች እና በአንዳንድ የኢንዱስትሪ አውዶች ውስጥ አሁንም የተለመደ ነው።

በቫክዩም/አየር ውስጥ ብቻ! በቫክዩም ውስጥ: B (ቴስላ) = μ₀ × H (A/m) እዚህ ላይ μ₀ = 4π×10⁻⁷ ≈ 1.257×10⁻⁶ T·m/A ነው። እንደ ብረት ባሉ መግነጢሳዊ ቁሳቁሶች ውስጥ, የቁሳቁሱን አንጻራዊ የመተላለፍ ችሎታ (μᵣ) ያስፈልግዎታል, ይህም ከ 1 እስከ 100,000+ ሊሆን ይችላል። የእኛ መቀየሪያ ቫክዩም እንደሆነ ያስባል።

B-field (የፍሰት እፍጋት) የቁሳቁስ ተጽዕኖዎችን ጨምሮ የሚሰማውን ትክክለኛ መግነጢሳዊ ኃይል ይለካል። H-field (የመስክ ጥንካሬ) መስኩን የሚፈጥረውን የማግኔታይዜሽን ኃይል ከቁሳቁስ ነጻ በሆነ መልኩ ይለካል። በቫክዩም ውስጥ B = μ₀H, ነገር ግን በቁሳቁሶች ውስጥ B = μ₀μᵣH ሲሆን μᵣ በከፍተኛ ሁኔታ ይለያያል።

የምድር መስክ በገጽታዋ ላይ ከ25-65 ማይክሮቴስላ (0.25-0.65 ጋውስ) ይደርሳል። በምድር ወገብ (~25 µT) ላይ በጣም ደካማ ሲሆን በመግነጢሳዊ ዋልታዎች (~65 µT) ላይ በጣም ጠንካራ ነው። የኮምፓስ መርፌዎችን ለማንቀሳቀስ በቂ ጠንካራ ቢሆንም ከ MRI ማሽኖች ከ20,000-280,000× እጥፍ ደካማ ነው።

አዎ! 1 ቴስላ ከምድር መስክ 20,000× እጥፍ ያህል ጠንካራ ነው። የማቀዝቀዣ ማግኔቶች ~0.001 T (10 G) ናቸው። የ MRI ማሽኖች 1.5-7 T ይጠቀማሉ። በጣም ጠንካራ የላብራቶሪ ማግኔቶች ~45 T ይደርሳሉ። የኒውትሮን ኮከቦች ብቻ በሚሊዮኖች የሚቆጠር ቴስላ ያልፋሉ።

1 ኦርስቴድ (Oe) = 1000/(4π) A/m ≈ 79.577 A/m። ኦርስቴድ ለ H-field የ CGS አሃድ ሲሆን, A/m የ SI አሃድ ነው። የልወጣው ምክንያት ከአምፔር እና ከ CGS ኤሌክትሮማግኔቲክ አሃዶች ፍቺ የመጣ ነው።

ዓለም አቀፍ ደረጃዎች (IEC, FDA) ለህክምና ምስል ቴስላን ይጠይቃሉ። ግራ መጋባትን (1.5 T vs 15,000 G) ያስወግዳል እና ከ SI አሃዶች ጋር ይጣጣማል። የ MRI የደህንነት ዞኖች በቴስላ ይገለጻሉ (0.5 mT, 3 mT መመሪያዎች)።

ከ >1 T በላይ የሆኑ የማይለወጡ መስኮች የልብ ምት መቆጣጠሪያዎችን ሊያውኩ እና የፌሮማግኔቲክ ቁሶችን ሊስቡ ይችላሉ (የፕሮጀክታይል አደጋ)። በጊዜ የሚለዋወጡ መስኮች ጅረቶችን (የነርቭ ማነቃቂያ) ሊፈጥሩ ይችላሉ። የ MRI የደህንነት ፕሮቶኮሎች ተጋላጭነትን በጥብቅ ይቆጣጠራሉ። የምድር መስክ እና የተለመዱ ማግኔቶች (<0.01 T) ደህና እንደሆኑ ይቆጠራሉ።